Роль микроРНК в быстрой симпатрической видообразовании

Эволюционные биологи под руководством профессора Акселя Майера из Констанцского университета исследовали молекулярные механизмы быстрого симпатрического видообразования — возникновения новых видов в пределах общего ареала при наличии потока генов.

Модельная система: цихлиды Никарагуа

Объектом исследования стали рыбы цихлиды (Midas cichlid) из вулканических кратерных озёр Никарагуа. Эти рыбы, попав из больших озёр в молодые кратерные озёра менее 22 000 лет назад, адаптировались к новым экологическим нишам и образовали несколько новых видов с разными признаками (например, удлинённым телом или иной формой челюсти) в пределах одной популяции. Это делает их одним из лучших примеров симпатрического видообразования.

Ключевой молекулярный механизм

Учёные провели генетический анализ пяти видов цихлид из озёр Апойо и Хилоа, сосредоточившись на функции микроРНК — некодирующей рибонуклеиновой кислоты, регулирующей экспрессию генов.

Основные выводы:

• Повышенная активность микроРНК была обнаружена у мальков через день после вылупления, в фазе формирования тела.
• МикроРНК подавляет экспрессию генов-мишеней, действуя как генетический "выключатель": чем активнее микроРНК, тем сильнее подавлен соответствующий ген.
• Были идентифицированы специфические пары микроРНК и генов, влияющие друг на друга.

По словам исследователя Паоло Франкини, полученные данные свидетельствуют, что быстро эволюционирующая регуляция с помощью микроРНК вносит решающий вклад в стремительное симпатрическое видообразование цихлид. Этот механизм позволяет объяснить быстрые эволюционные изменения и появление новых признаков за очень короткое время, когда возникновение новых мутаций маловероятно.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.